“LED epitaksial wafli” -niň tehniki ýörelgeleri we amallary

Yşyk-diodly indikatorlaryň iş prinsipinden, epitaksial wafli materialyň LED-iň esasy düzüm bölegi bolandygy äşgärdir. Aslynda tolkun uzynlygy, ýagtylygy we öňe çykýan naprýa .eniýe ýaly esasy optoelektroniki parametrler esasan epitaksial material bilen kesgitlenýär. Epitaksial wafli tehnologiýasy we enjamlary önümçilik prosesi üçin möhüm ähmiýete eýe, metal-organiki himiki bug buglanyşy (MOCVD) III-V, II-VI birleşmeleriň inçe bir kristal gatlaklaryny we olaryň erginlerini ösdürmegiň esasy usulydyr. Aşakda LED epitaksial wafli tehnologiýasynyň geljekdäki tendensiýalary bar.

1. Iki basgançakly ösüş prosesini gowulandyrmak

Häzirki wagtda täjirçilik önümçiligi iki basgançakly ösüş prosesini ulanýar, ýöne birbada ýükläp boljak substratlaryň sany çäklidir. 6 wafli ulgam kämillik ýaşyna ýeten hem bolsa, 20 töweregi wafli işleýän maşynlar henizem işlenip düzülýär. Wafleriň sanynyň köpelmegi köplenç epitaksial gatlaklarda birmeňzeş dällige sebäp bolýar. Geljekdäki ösüşler iki ugra gönükdiriler:

• Reactioneke reaksiýa kamerasynda has köp substraty ýüklemäge mümkinçilik berýän tehnologiýalary ösdürmek, olary uly göwrümli önümçilik we çykdajylary azaltmak üçin has amatly edýär.
• Highlyokary awtomatlaşdyrylan, gaýtalanýan bir wafli enjamlary ösdürmek.

2. Gidrid bug fazasynyň epitaksiýasy (HVPE) tehnologiýasy

Bu tehnologiýa, beýleki usullary ulanyp, gomoepitaksial ösüş üçin substrat bolup hyzmat edip bilýän pes dislokasiýa dykyzlygy bolan galyň filmleriň çalt ösmegine mümkinçilik berýär. Mundan başga-da, substratdan bölünen GaN filmleri köp mukdarda GaN ýeke kristal çiplere alternatiwa bolup biler. Şeýle-de bolsa, HVPE-de galyňlygy takyk gözegçilikde saklamak we GaN material arassalygynyň hasam gowulaşmagyna päsgel berýän poslaýjy reaksiýa gazlary ýaly kemçilikleri bar.

Si-doply HVPE-GaN

(a) Si-doply HVPE-GaN reaktorynyň gurluşy; (b) 800 μm galyňlykdaky Si-doply HVPE-GaN-iň şekili;

(c) Si-doply HVPE-GaN diametri boýunça erkin daşaýjy konsentrasiýasynyň paýlanyşy

3. Saýlanan epitaksial ösüş ýa-da gapdal epitaksial ösüş tehnologiýasy

Bu usul, ýerleşiş dykyzlygyny hasam azaldyp, GaN epitaksial gatlaklarynyň kristal hilini ýokarlandyryp biler. Bu proses öz içine alýar:

• GaN gatlagyny laýyk substratda (sapfir ýa-da SiC) goýmak.
• Polikristally SiO₂ maska gatlagyny ýokarsyna goýmak.
• GaN penjirelerini we SiO₂ maska zolaklaryny döretmek üçin fotolitografiýa we çyzgydan peýdalanmak.Soňky ösüş döwründe GaN ilki penjirelerde dikligine, soň bolsa SiO₂ zolaklarynyň üstünde ösýär.

XKH-iň GaN-on-Safir wafli

4. Pendeo-epitaksi tehnologiýasy

Bu usul, substrat bilen epitaksial gatlagyň arasyndaky panjara we ýylylyk gabat gelmezligi sebäpli dörän kemçilikleri ep-esli azaldar, GaN kristal hilini hasam ýokarlandyrar. Dimler aşakdakylary öz içine alýar:

• Iki basgançakly prosesi ulanyp, laýyk substratda (6H-SiC ýa-da Si) GaN epitaksial gatlagyny ösdürmek.
• Epitaksial gatlagyň substrata çenli saýlanyp alynmagyny ýerine ýetirmek, üýtgeýän sütün (GaN / bufer / substrat) we çukur gurluşlaryny döretmek.
• Asyl GaN sütünleriniň gyralaryndan uzalýan goşmaça GaN gatlaklary, garymlaryň üstünde saklandy.Hiç hili maska ulanylmaýandygy sebäpli, bu GaN bilen maska materiallarynyň arasyndaky aragatnaşykdan gaça durýar.

XKH-iň GaN-on-Silikon wafli

5. Gysga tolkun uzynlygy UV LED epitaksial materiallaryň ösüşi

Bu UV bilen tolgundyrylan fosfor esasly ak yşyk-diodly lampalar üçin berk binýat döredýär. Köp ýokary öndürijilikli fosforlar häzirki YAG: Ce ulgamyndan has ýokary ýagtylyk hödürläp, UV ýagtylygy bilen tolgundyrylyp, ak LED öndürijiligini öňe sürer.

6. Köp kwant guýusy (MQW) çip tehnologiýasy

MQW gurluşlarynda dürli kwant guýularyny döretmek üçin ýagtylyk çykarýan gatlagyň ulalmagy wagtynda dürli hapalar köpelýär. Bu guýulardan çykýan fotonlaryň rekombinasiýasy göni ak ýagtylygy döredýär. Bu usul ýagty netijeliligi ýokarlandyrýar, çykdajylary azaldýar we has uly tehniki kynçylyklary ýüze çykarsa-da, gaplamagy we zynjyry dolandyrmagy ýönekeýleşdirýär.

7. “Photon gaýtadan işlemek” tehnologiýasyny ösdürmek

1999-njy ýylyň ýanwar aýynda Japanaponiýanyň Sumitomo ZnSe materialyny ulanyp, ak LED öndürdi. Tehnologiýa, ZnSe ýeke kristal substratda CdZnSe inçe filmini ösdürmegi göz öňünde tutýar. Elektrikleşdirilende film ZnSe substraty bilen täsirleşip, ak ýagtylyga sebäp bolup, goşmaça sary çyra öndürmek üçin gök çyra çykarýar. Şonuň ýaly-da, Boston uniwersitetiniň Fotonika gözleg merkezi ak ýagtylyk döretmek üçin gök GaN-LED-de AlInGaP ýarymgeçiriji birleşmesini ýerleşdirdi.

8. LED epitaksial wafli prosesi akymy

Ita Epitaksial wafli önümçiligi:
Substrat → Gurluş dizaýny → Bufer gatlagynyň ösüşi → N görnüşli GaN gatlagynyň ösüşi → MQW ýagtylyk çykaryjy gatlagyň ösmegi → P görnüşli GaN gatlagynyň ösüşi → Annealing → Synag (fotoluminesensiýa, rentgen) → Epitaksial wafli

Ip Çip öndürmek:
Epitaksial wafli → Maska dizaýny we ýasalmagy → Fotolitografiýa → Ion çişmesi → N görnüşli elektrod (çökdürmek, garyşdyrmak, çişirmek) → P görnüşli elektrod (depolasiýa, anneal, deri) → Bahalandyrmak → Çip barlagy we bahalandyrma.

ZMSH-iň GaN-on-SiC wafli